轮询与长连接:如何解决消息的实时到达问题?
实时性主要解决的问题是:
- 当一条消息发出后,我们的系统如何确保这条消息最快被接收人感知并获取到,并且尽量让耗费的资源较少。
- 这里关键的几个点是:最快触达,且耗费资源少。
短轮询场景
在短轮询模式中,服务器接到请求后,如果有新消息就会将新消息返回给客户端,如果没有新消息就返回空列表,并关闭连接。
长轮询场景
长轮询和短轮询相比,一个最大的改进之处在于:短轮询模式下,服务端不管本轮有没有新消息产生,都会马上响应并返回。而长轮询模式当本次请求没有获取到新消息时,并不会马上结束返回,而是会在服务端“悬挂(hang)”,等待一段时间;如果在等待的这段时间内有新消息产生,就能马上响应返回。
服务端推送:真正的边缘触发
随着 HTML5 的出现,全双工的 WebSocket 彻底解决了服务端推送的问题。
WebSocket
WebSocket 正是一种服务端推送的技术代表。
和短轮询、长轮询相比,基于 WebSocket 实现的 IM 服务,客户端和服务端只需要完成一次握手,就可以创建持久的长连接,并进行随时的双向数据传输。当服务端接收到新消息时,可以通过建立的 WebSocket 连接,直接进行推送,真正做到“边缘触发”,也保证了消息到达的实时性。
TCP 长连接衍生的 IM 协议
除了 WebSocket 协议,在 IM 领域,还有其他一些常用的基于 TCP 长连接衍生的通信协议,如 XMPP 协议、MQTT 协议以及各种私有协议。
- XMPP 协议虽然比较成熟、扩展性也不错,但基于 XML 格式的协议传输上冗余比较多,在流量方面不太友好,而且整体实现上比较复杂,在如今移动网络场景下用得并不多。
- 轻量级的 MQTT 基于代理的“发布 / 订阅”模式,在省流量和扩展性方面都比较突出,在很多消息推送场景下被广泛使用,但这个协议并不是 IM 领域的专有协议,因此对于很多 IM 下的个性化业务场景仍然需要大量复杂的扩展和开发,比如不支持群组功能、不支持离线消息。
对于开发人力相对充足的大厂,目前很多是基于 TCP(或者 UDP)来实现自己的私有协议,一方面私有协议能够贴合业务需要,做到真正的高效和省流;另一方面私有协议相对安全性更高一些,被**的可能性小。目前主流的大厂很多都是采用私有协议为主的方式来实现。